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深評:大勢所趨 新能源超快充即將到來

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  [汽車之家 深評]  由新能源車引領(lǐng)整個時代變革的大風(fēng)暴正席卷而來,,而充電設(shè)施產(chǎn)業(yè)作為其中的“臺風(fēng)眼”,尤其是最近高曝光率的大功率直流快充技術(shù),,更加受人矚目,。但目前國內(nèi)市場,大功率直流快充技術(shù)到底發(fā)展如何,?關(guān)于直流快充,,國家政策上又有哪些扶持?市場中應(yīng)用快充技術(shù)的車和樁,,又有哪些新動向呢,?圍繞相關(guān)話題,我們來一探究竟,。

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●《深評問道》是什么,?

  《深評問道》是汽車之家首個面向行業(yè)端用戶打造的節(jié)目,特約汽車行業(yè)資深從業(yè)者執(zhí)筆,,獨家解析/揭秘行業(yè)大事件,。除了熱鬧表象,我們更想向您呈現(xiàn)對事物本質(zhì),、因果以及未來可能性的探究和思考,。


  本期行業(yè)評論員——車庸,,車企研發(fā)主管,多年從事品牌戰(zhàn)略,、產(chǎn)品研發(fā)及市場分析等工作,,擅長挖掘行業(yè)熱點及趨勢。


60秒快速了解核心論點:
●背景:電動車市場雖熱度高,,但車主對使用環(huán)節(jié)中的里程,、充電焦慮抱怨多,消費者對快速充電的需求度高,。
●在解決EV車主使用痛點的技術(shù)路線中,,相比換電,大功率直流快充在投入收益性,、產(chǎn)業(yè)化推廣及巨頭動向等方面更占優(yōu)勢,,更具發(fā)展前景。
●政策上,,國家對充電樁建設(shè)補貼力度繼續(xù)增強,,中日統(tǒng)一的350kW的大功率直流快充樁新國標(biāo)即將實施,而充電樁運營商也開始著手新一代快充樁的示范運營,。
●在電動車?yán)m(xù)航里程超500km趨勢下,,現(xiàn)行的快充技術(shù)由于實際充電效率低,消費者不買賬,,未來搭載700V以上的大功率快充技術(shù)的車型將成為新方向,。


一、解決EV車型使用痛點的主要技術(shù)路線

  為了讓EV車使用便利性達(dá)到普通燃油車水平,,緩解消費者的里程,、充電焦慮,眾車企一方面通過改善電池自身性能(能量密度等),,提高整車?yán)m(xù)航里程,;另一方面,從滿足消費者的快速充電需求出發(fā),,在車輛補電環(huán)節(jié)落腳,,于是,換電和大功率直流充電這兩大技術(shù)路線便應(yīng)時而生,。

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『新能源汽車直流充電樁』

★換電vs大功率直流充電技術(shù)路線概要

  換電技術(shù),,形式上有點像我們更換遙控玩具車的標(biāo)準(zhǔn)電池,即通過固定式或可移動式的換電站,,為電動車提供更換電池的服務(wù),,同時在換電站集中對電池進(jìn)行統(tǒng)一的智能存儲、供電和配送管理,。以國內(nèi)目前運營的換電站為例,,可在3-10分鐘,,實現(xiàn)補給續(xù)航300-500km的效果。

  而大功率直流快充技術(shù),,是指采用250kW及以上的大功率充電機對電池進(jìn)行直流充電,,實現(xiàn)在10~15分鐘充滿電的理想狀態(tài)。目前在歐洲及日本等地區(qū)應(yīng)用的大功率充電技術(shù),,充電樁充電電壓達(dá)到到1000V,,充電電流提升到350A,實現(xiàn)最大系統(tǒng)功率為350kW的充電供給,,消費者只需要12分鐘,,就能為電動車增加300km的續(xù)航里程。

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『日本大功率充電站』

★換電vs大功率直流快充優(yōu)劣勢分析

  兩大技術(shù)路線均能快速補充能源,,解決里程,、充電焦慮。但換電和大功率直流快充又各有優(yōu)劣,,均各自面臨一系列的問題,。不過從技術(shù)特征、投入的收益性,、產(chǎn)業(yè)化推廣,、消費者喜好及行業(yè)巨頭失敗案例五個維度進(jìn)行分析,換電模式綜合評價相對弱勢,,但在特定的應(yīng)用場景下,,如出租車、網(wǎng)約車等專用運營車領(lǐng)域,,仍有進(jìn)一步發(fā)展和探索的空間,,成為該類電動車能源補充的重要組成部分,。

兩大技術(shù)路線優(yōu),、劣勢分析
Type換電大功率直流快充(參考350kW)
技術(shù)特征

√換電過程3~15分鐘,提升續(xù)航300~500km

√只買裸車或?qū)㈦姵鼗厥劢o運營商,,消費者購車成本低

√換電站集中管理電池,,可最優(yōu)化調(diào)節(jié)電網(wǎng)峰谷差,容易和電網(wǎng)融合(谷時充電+峰時供電)

√電池閉環(huán)管理,,廢舊電池利用效率最高,,減少污染環(huán)境隱患

∙快充10~15分鐘,續(xù)航增加300km以上

×技術(shù)要求高,,高電壓,、大電流意味著電纜載流量、橫截面積的增加,,而且必須加冷卻 → 電纜重量的提升,,影響消費者充電體驗

×消費者擔(dān)憂長期使用快充,,加劇電池衰減,技術(shù)有待進(jìn)一步提升

∙大功率快充存在隨機性,,但其實對電網(wǎng)的沖擊有限(集中化充電更好管控,,而且數(shù)量相對少)

投入收益性×前期建站及運營成本高,營收的回報率及可持續(xù)性低充電樁建設(shè)及運營成本相對低,,且與現(xiàn)有充電樁建設(shè)一脈相承,,避免技術(shù)路徑切換成本
產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用推廣

×目前EV車型電壓平臺、電池位置及電池規(guī)格等技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)不同,,也難統(tǒng)一,,換電站難以兼容跨品牌各車型

×電池包高壓接口頻繁插接,存在能量損耗,,對電池系統(tǒng)的耐久性,、安全性影響大

現(xiàn)行60~120kW直流充電樁在插頭及通信已實現(xiàn)兼容,后續(xù)大功率直流快充推廣相對容易(可用適配器,,解決新老設(shè)備之間的匹配)
消費者喜好×私人購車車主接受度低(參考特斯拉Model S車主)習(xí)慣于充電模式,,對大功率直流快充的接受度更高
巨頭失敗案例

×海外:美國加州Better Place公司、特斯拉等

×國內(nèi):國網(wǎng),、普天新能源,、南方電網(wǎng)等

(暫無失敗案例,歐美正舉起350~450kW的大功率充電的大旗)
制表:汽車之家 行業(yè)團(tuán)隊 數(shù)據(jù)來源:媒體及廠商數(shù)據(jù)(:優(yōu)勢,,:×劣勢)

  再來看本文主角大功率充電技術(shù),,從上表五維分析態(tài)勢看,雖然綜合評價整體更占優(yōu)勢,,但由于消費者在使用環(huán)節(jié)上心存顧慮,,導(dǎo)致技術(shù)特征稍顯劣勢。其實追根求源,,就是消費者普遍擔(dān)心快充傷及電池性能的問題,。

  然而快充對電池衰減性影響到底有多嚴(yán)重、未來大功率直流快充技術(shù)應(yīng)用后又能否挽回消費者信心,?我們從兩個角度進(jìn)行闡述,,首先從使用場景上看,快充一般用來滿足多數(shù)家用EV車主應(yīng)急補電需求,,以防止在關(guān)鍵時刻發(fā)生續(xù)航里程不足“掉鏈子”,、同時又來不及使用慢充補電的尷尬。模擬推演的話,,以消費者每周應(yīng)急使用2-3次為例,,一年下來使用100-150次左右,按照現(xiàn)在主流車型1000次以上快充時電池衰減不足20%來看,可以高效使用7-10年,,與燃油車使用壽命相媲美,,而且考慮到EV車型并不是每周都需充電,實際高效使用壽命或可更長,。

2019年部分熱門EV車型快充性能
品牌車型上市時間快充性能快充及三電質(zhì)保政策
蔚來汽車ES62018.12電池完整充電SOC(0→100%)次數(shù):1200次以上(參考ES8)終身質(zhì)保 (電池電損達(dá)到15%,,即享受質(zhì)保,換電池等)
※ 存在換電服務(wù),,方便更換電池
ES82017.12

電池完整充電SOC(0→100%)次數(shù):1200

小鵬汽車G32018.12電池完整充電SOC(0→100%)次數(shù):1000次以上

8年或15萬公里保修體系 (期間內(nèi),,500次快充電損高達(dá)10%或者1000次快充電損達(dá)到20%,享受免費更換電池等服務(wù))

威馬汽車EX52018.04電池完整充電SOC(0→100%)次數(shù):1000次8年或15萬公里保修體系 (期間內(nèi),,電損達(dá)到20%,,享受免費更換電池等服務(wù))
制表:汽車之家行業(yè)評論員  ※ 截止到2019年6月份車企官方公布及經(jīng)銷商走訪數(shù)據(jù)

  從電池性能上看,電池衰減罪魁禍?zhǔn)资请姵氐倪^充和過放,。類似于智能手機電池,,長時間不用虧電過度影響待機時間,充電過久發(fā)熱嚴(yán)重也會縮短其壽命,。而千人千面,,不同用車習(xí)慣在很大程度上左右了電池的衰減。同時除了人的因素之外,,電池的密度,、材料、溫度等同樣影響充電,、電池衰減速率,,尤其是電池管理系統(tǒng)(BMS),作為控制快充的核心部件,,可根據(jù)電池狀況智能調(diào)整充電電流大小,,防止由于過充電或過放電對電池造成損傷。而未來隨著大功率直流充電技術(shù)的應(yīng)用,,新一代EV車型電壓平臺升級后,,BMS的進(jìn)階就顯得更為關(guān)鍵。

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  不過從歐美品牌車企競相投入的局面看,,并結(jié)合技術(shù)將來進(jìn)一步發(fā)展來考慮,,大功率快充所面臨的困難肯定會被一一破解,,所以說,,大功率快充技術(shù)的應(yīng)用走向還是很清晰的。既然大功率直流快充更具前景,,那目前國內(nèi)的政策動向又有哪些呢,?

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